Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình cấp đông có hỗ trợ trường điện từ trong thực phẩm nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm :Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học cấp bộ năm 2018

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH



BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN

ĐỀ TÀI NCKH VÀ PTCN CẤP BỘ NĂM 2018

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH CẤP ĐÔNG

CÓ HỖ TRỢ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TRONG THỰC PHẨM

NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

Cơ quan chủ trì đề tài: TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

Chủ nhiệm đề tài: ThS. NGUYỄN THỊ TÂM THANH

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2019

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH



BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN

ĐỀ TÀI NCKH VÀ PTCN CẤP BỘ NĂM 2018

“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình cấp đông có hỗ trợ trường

điện từ trong thực phẩm nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm”

Cơ quan chủ trì đề tài: TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

Chủ nhiệm đề tài: ThS. NGUYỄN THỊ TÂM THANH

CƠ QUAN CHỦ TRÌ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

ThS. NGUYỄN THỊ TÂM THANH

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2019

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH



BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN

ĐỀ TÀI NCKH VÀ PTCN CẤP BỘ NĂM 2018

“Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình cấp đông có hỗ trợ trường

điện từ trong thực phẩm nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm”

(Thực hiện theo Hợp đồng số 056.18.BO.ĐT/HĐ-KHCN, ký ngày 08 tháng 1 năm

2018 giữa Bộ Công Thương và Trường Đại học Công Nghiệp TP.Hồ Chí Minh)

Mã số: 056.18.BO.ĐT KHCN

Chủ nhiệm đề tài

ThS. Nguyễn Thị Tâm Thanh

Thư ký đề tài

ThS. Phạm Quang Phú

Tham gia đề tài

ThS. Trần Việt Hùng

TS. Phạm Trần Bích Thuận

ThS. Nguyễn Duy Khanh

ThS. Nguyễn Trung Kiên

ThS. Đoàn Thị Hồng Hải

ThS. Lê Đình Nhật Hoài

ThS. NCS. Nguyễn Văn Điền

TS. Phạm Thị Hồng Phượng

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2019

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

1

THÔNG TIN CHUNG

1. Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo mô hình cấp đông có hỗ trợ trường điện

từ trong thực phẩm nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm

2. Mã số: 056.18.BO.ĐT/HĐ-KHCN

3. Danh sách những người tham gia thực hiện nhiệm vụ

TT Họ và tên Cơ quan/tổ chức

1 ThS. NCS. Nguyễn Thị Tâm Thanh Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

2 ThS. NCS. Phạm Quang Phú Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

3 ThS. Trần Việt Hùng Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

4 TS. Phạm Trần Bích Thuận Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

5 ThS. Nguyễn Duy Khanh Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

6 ThS. Nguyễn Trung Kiên Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

7 ThS. Đoàn Thị Hồng Hải Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

8 ThS. Lê Đình Nhật Hoài Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

9 ThS. NCS. Nguyễn Văn Điền Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

10 TS. Phạm Thị Hồng Phượng Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

4. Đơn vị chủ trì: Trường Đại học công nghiệp Tp.HCM

5. Thời gian thực hiện:

5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 12 năm 2018

5.2. Gia hạn (nếu có): 06 tháng (đến hết tháng 06 năm 2019)

5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 06 năm 2019

6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): không

7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 120 triệu đồng.

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

2

8. Sản phẩm, công bố và kết quả đào tạo của đề tài

TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

Đăng ký Đạt được

1 Mô hình cấp

đông có hỗ trợ

trường điện từ

 Năng suất cấp đông cá tra

fillet: 2kg/mẻ.

 Kích thước mô hình:

800x800x1200 (mm)

 Nhiệt độ cấp đông: -40C

 Nhiệt độ tâm sản phẩm: -

18C

 Thời gian cấp đông: <45

phút

 Suất tiêu hao điện năng:

1000-1200 Wh/kg SP

 Năng suất cấp đông cá tra

fillet: 2kg/mẻ.

 Kích thước mô hình:

700x700x700 (mm)

 Nhiệt độ cấp đông: -45C

 Nhiệt độ tâm sản phẩm: -

18C

 Thời gian cấp đông: 16-41

phút

 Suất tiêu hao điện năng:

144-340 Wh/kg SP

2 Bộ bản vẽ thiết

kế chế tạo và quy

trình vận hành,

bảo trì, sửa chữa

các thiết bị mô

hình tủ cấp đông

hỗ trợ trường

điện từ

 Bản vẽ tổng thể bố trí mô

hình, thiết bị.

 Bản vẽ chi tiết các thiết bị

chính của mô hình.

 Bộ tài liệu về quy trình

công nghệ cấp đông hỗ

trợ trường điện từ áp

dụng vào thực tế.

 Theo TCVN

01 Bản vẽ tổng thể bố trí mô

hình, thiết bị.

07 Bản vẽ chi tiết các thiết

bị chính của mô hình.

Theo TCVN

3

Bộ tài liệu hướng

dẫn vận hành và

xử lý sự cố

Bộ tài liệu trình bày quy

trình vận hành, bảo trì các

thiết bị và xử lý các sự cố

thường gặp

 01 Bộ tài liệu trình bày quy

trình vận hành, bảo trì các

thiết bị và xử lý các sự cố

thường gặp

4

Bài báo khoa học

Bài báo trình bày kết quả

nghiên cứu thực nghiệm

đánh giá các yếu tố ảnh

hưởng đến quá trình cấp

đông có hỗ trợ trường điện

từ và kết quả phân tích vi mô

cấu trúc tinh thể băng trong

sản phẩm cấp đông

Nguyen Thi Tam Thanh, Vo

Chi Chinh, Nguyen

Thanh Van, Do Quang

Khanh, Pham Quang Phu,

Doan Thi Hong Hai. An

experimental research to

determine the effect of

oscillating magnetic fields to

freezing time of catfish fillet

in Vietnam. The 13th

SEATUC Symposium.

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

3

9. Tình hình sử dụng kinh phí

TT Nội dung chi

Kinh phí

được

duyệt

(triệu

đồng)

Kinh phí

thực hiện

(triệu

đồng)

Ghi chú

A Chi phí trực tiếp

1 Thuê khoán chuyên môn 73,554 73,554

2 Nguyên, nhiên vật liệu, cây con.. 12,000 12,000

3 Thiết bị, dụng cụ 18,000 18,000

4 Công tác phí

5 Dịch vụ thuê ngoài

6 Hội nghị, Hội thảo, kiểm tra tiến độ,

nghiệm thu

5,800 5,800

7 In ấn, Văn phòng phẩm 4,646 4,646

8 Chi phí khác

B Chi phí gián tiếp

1 Quản lý phí 6,000 6,000

2 Chi phí điện, nước

Tổng số 120,000 120,000

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

4

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài, chủ nhiệm đề tài và các thành viên thực hiện đã

nhận được sự hỗ trợ tích cực từ phía Nhà trường, Khoa, các đồng nghiệp và các em sinh

viên. Cảm ơn sự hỗ trợ về mặt kinh phí của Bộ Công Thương, sự hỗ trợ về cơ sở vật

chất của trường đại học công nghiệp Tp.HCM và khoa công nghệ Nhiệt Lạnh, cảm ơn

sự giúp đỡ về mặt lý thuyết và thực tiễn của các Thầy, Cô đồng nghiệp và sự hỗ trợ các

em sinh viên.

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

5

TÓM TẮT KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ

Đông lạnh là một trong những phương pháp bảo quản thực phẩm phổ biến nhất

và sự xuất hiện của các công nghệ cấp đông nhanh đã tạo ra nhiều ưu thế hơn trong việc

bảo quản thực phẩm và giúp cải thiện chất lượng thực phẩm. Các phương pháp cấp đông

hiện đại, bao gồm cấp đông ở áp suất cao (HPF), cấp đông có hỗ trợ siêu âm (UAF), cấp

đông có hỗ trợ điện trường (EF), cấp đông có hỗ trợ từ trường (MF) và cấp đông ở có

hỗ trợ vi sóng (MWF) đã được nghiên cứu và công bố trong nhiều tài liệu. Tại Việt

Nam, các công nghệ cấp đông có hỗ trợ trường điện từ còn khá mới và chưa được nghiên

cứu rộng rãi.

Quá trình cấp đông thực phẩm là một quá trình rất phức tạp, bao gồm rất nhiều

yếu tố như truyền nhiệt, sự tạo mầm băng, sự phát triển của băng, sự phân bố của băng

và các tính chất nhiệt vật lý, hóa học của thực phẩm. Đặc biệt, chất lượng của thực phẩm

đông lạnh có liên quan mật thiết đến tốc độ cấp đông. Hiện nay, trong ngành công nghiệp

thực phẩm, thực phẩm đông lạnh được thực hiện bằng các phương pháp cấp đông thông

thường, chẳng hạn như cấp đông gió, cấp đông tiếp xúc và cấp đông dạng nhúng.

Để giải quyết được bài toán nâng cao chất lượng các sản phẩm cá da trơn fillet

như cá tra, cá ba sa, mục tiêu đề ra của đề tài là nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị cấp

đông có hỗ trợ trường điện từ quy mô thí nghiệm, có năng suất 2 kg/mẻ. Đề tài đã tiến

hành nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật cấp đông gió có và không có hỗ trợ trường điện từ

đối với sản phẩm cá tra fillet. Từ kết quả nghiên cứu lý thuyết đã tiến hành thiết kế và

chế tạo mô hình vật lý có quy mô thí nghiệm để tiến hành nghiên cứu thực nghiệm.

Kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy cấp đông có hỗ trợ từ

trường phù hợp để cấp đông cá tra fillet nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm. Các thông

số công nghệ chính ảnh hưởng đến quá trình cấp đông thực phẩm là nhiệt độ cấp đông,

vận tốc gió và mật độ từ thông.

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã tạo ra một mô hình vật lý và xây dựng được chế

độ cấp đông phù hợp cho quá trình đông lạnh cá tra fillet, đồng thời giúp cho các nghiên

cứu ứng dụng kỹ thuật cấp đông có hỗ trợ trường điện từ. Các kết quả cho thấy kỹ thuật

có hỗ trợ trường điện từ có khả năng tạo ra cấu trúc tinh thể băng nhỏ hơn trong thực

phẩm so với kỹ thuật cấp đông gió thông thường. Mô hình vật lý từ kết quả nghiên cứu

của đề tài sẽ là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu hơn nữa về kỹ thuật cấp đông

thực phẩm và làm nền tảng để phát triển công nghệ cấp đông có hỗ trợ trường điện từ ở

quy mô công nghiệp.

Kết quả thực nghiệm bước đầu cho thấy từ trường có ảnh hưởng đến thời gian

cấp đông, cụ thể là giúp giảm thời gian cấp đông khi ở cùng điều kiện nhiệt độ và vận

tốc không khí. Đồng thời kết quả phân tích cơ lý trên các mẫu cá cũng cho thấy sản

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

6

phẩm được cấp đông có từ trường giữa được độ cứng, độ đàn hồi và độ dẻo tốt hơn so

với mẫu cá được cấp đông không có hỗ trợ từ trường. Điều này cũng cho thấy hướng đi

đúng trong nghiên cứu đưa trường điện từ vào hỗ trợ cho cấp đông cá tra fillet nhằm

giảm thời gian cấp đông, giảm chi phí năng lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Tuy nhiên, cần tiến hành thêm nhiều nghiên cứu thực nghiệm hơn nữa ở các điều

kiện khác nhau, đồng thời đưa thêm ảnh hưởng của từ trường tĩnh, điện trường, vi sóng

hay siêu âm vào hỗ trợ trong quá trình cấp đông mới có thể chứng minh rõ rệt được ảnh

hưởng của trường điện từ trong cấp đông thực phẩm.

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

7

MỤC LỤC

BẢNG KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT........................................................................9

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ..............................................................................11

DANH MỤC BẢNG BIỂU .........................................................................................13

ĐẶT VẤN ĐỀ...............................................................................................................14

TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CẤP ĐÔNG THỰC PHẨM .................................16

1.1. Mục đích, ý nghĩa của cấp đông trong bảo quản thực phẩm .............................16

1.1.1. Vai trò của cấp đông trong bảo quản thực phẩm......................................16

1.1.2. Ý nghĩa của việc nghiên cứu cấp đông.....................................................16

1.2. Hiện trạng công nghệ làm lạnh cấp đông thực phẩm

trên thế giới và Việt Nam.................................................................18

1.2.1. Công nghệ làm lạnh cấp đông thực phẩm trên thế giới............................18

1.2.2. Công nghệ làm lạnh cấp đông thực phẩm ở Việt Nam ............................18

1.2.3. Các phương pháp làm lạnh thực phẩm.....................................................18

1.2.4. Phương pháp cấp đông cho thủy sản ........................................................20

1.2.5. Các điều kiện trong bảo quản sản phẩm...................................................23

1.3. Công nghệ cấp đông thực phẩm trên thế giới ....................................................23

1.4. Quy trình công nghệ chế biến cá tra fillet..........................................................26

1.4.1. Giải thích quy trình cấp đông block .........................................................27

1.4.2. Giải thích quy trình cấp đông cá tra fillet IQF .........................................29

1.4.3. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm...................................................................31

1.5. Nhận xét ...........................................................................................................32

1.6. Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................................32

1.7. Nội dung nghiên cứu..........................................................................................32

LÝ THUYẾT ỨNG DỤNG TRƯỜNG ĐIỆN TỪ TRONG CẤP ĐÔNG.............................36

2.1. Tổng quan về trường điện từ..............................................................................36

2.1.1. Khái niệm trường......................................................................................36

2.1.2. Trường tĩnh...............................................................................................37

2.1.3. Trường biến thiên (dao động) theo thời gian............................................38

2.2. Đặc tính nước và sự đông lạnh...........................................................................39

2.3. Các biến đổi pha dưới các nhiễu điện ................................................................43

2.4. Từ trường và biến đổi pha..................................................................................45

2.5. Công nghệ tạo trường điện từ trong cấp đông ...................................................47

2.5.1. Đông lạnh bằng rối loạn điện (EF)...........................................................47

2.5.2. Đông lạnh được rối loạn từ (MF) .............................................................49

2.5.3. Đông lạnh tần số sóng vô tuyến (RF).......................................................50

2.5.4. Đông lạnh được hỗ trợ vi sóng (MWF)....................................................51

2.6. Thiết kế mạch phát điện trường .........................................................................51

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

8

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT.................................................................55

3.1. Tính chất nhiệt vật lý của thực phẩm.................................................................55

3.2. Mô hình xác định tính chất nhiệt vật lý sử dụng

trong mô phỏng quá trình cấp đông thực phẩm ................................56

3.2.1. Cơ sở lý thuyết..........................................................................................56

3.2.2. Lý thuyết xác định thông số nhiệt vật lý của quá trình cấp đông.............59

3.3. Bài toán lý thuyết xác định thời gian cấp đông..................................................70

3.3.1. Thống kê nghiên cứu xác định thời gian cấp đông...................................71

3.3.2. Toán tính thời gian cấp đông cá tra ..........................................................74

3.4. Tính toán, thiết kế mô hình cấp đông cá tra fillet ..............................................79

3.4.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ...........................................................79

3.4.2. Số liệu thiết kế ..........................................................................................80

3.4.3. Tính toán, thiết kế.....................................................................................81

3.4.4. Tính toán chu trình cấp đông kiểu ghép tầng ...........................................84

3.4.5. Thiết kế bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ...................................................85

3.5. Kết luận ...........................................................................................................90

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM...........................................................92

4.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ..............................................................92

4.1.1. Vật liệu .....................................................................................................92

4.1.2. Phương tiện...............................................................................................92

4.1.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.....................................................93

4.2. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của từ trường dao động đến quá trình cấp

đông...................................................................................................96

4.3. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của từ trường tĩnh đến quá trình cấp đông ....99

4.4. Đánh giá suất tiêu hao điện năng cho quá trình cấp đông ...............................103

4.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm sau khi cấp đông.............................................105

4.5.1. Kết quả phân tích thử cắt........................................................................107

4.5.2. Kết quả phân tích thử nén.......................................................................109

4.6. Nhận xét .........................................................................................................111

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................113

5.1. Kết luận .........................................................................................................113

5.2. Kiến nghị .........................................................................................................114

PHỤ LỤC ...................................................................................................................115

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................126

HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH, BÀI BÁO KHOA HỌC VÀ BẢN VẼ ....................130

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

9

BẢNG KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị

 Độ rỗng của thực phẩm

 Hệ số tỏa nhiệt đối lưu W/m2K

a Hệ số khuếch tán m2

/s

A Diện tích m2

Bi Tiêu chuẩn Biot

C Nhiệt dung riêng kJ/kgK

Cpi Nhiệt dung riêng của thực phẩm đã kết đông kJ/kgK

Cpu Nhiệt dung riêng của thực phẩm chưa kết đông kJ/kgK

E Hệ số hình dạng

Fo Tiêu chuẩn Fourier

H Enthalpy của thực phẩm tại nhiệt độ t kJ/kg

Lv Nhiệt ẩn đông đặc của nước ở 00C, Lv=333,6 kJ/kg

m Khối lượng chất tan kg

M Phân tử lượng g / mol

Nu Tiêu chuẩn Nusselt

R Hằng số khí kJ / kgmol K

x Thành phần khối lượng, %

V Thể tích m3

P, R Hệ số tuỳ thuộc vào hình dạng thực phẩm

Pk Tiêu chuẩn Plank

Ste Tiêu chuẩn Stefan

t Nhiệt độ cuối thực phẩm 0C

t∞ Nhiệt độ môi trường xung quanh 0C

tf Nhiệt độ kết đông 0C

ti Nhiệt độ ban đầu của thực phẩm 0C

tref Nhiệt độ tham khảo oC

tslab Thời gian kết đông s

δ Chiều dày m

Δ Độ chênh lệch

λ Hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm W/m.K

Λ Tỷ số của hai hệ số dẫn nhiệt thành phần

1

2





 

λ= Hệ số dẫn nhiệt khi dòng nhiệt song song với thớ thực phẩm, W/m.K

λ┴ Hệ số dẫn nhiệt khi dòng nhiệt vuông góc với thớ thực phẩm, W/m.K

λc Hệ số dẫn nhiệt của pha liên tục W/m.K

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

10

ρ Khối lượng riêng của sản phẩm kg/m3

τ Thời gian s

ω Tốc độ m/s

Các ký hiệu chân

a Tro

p Protein

f Chất béo

w Nước

i, j Thành phần thứ i, j

ice Băng

fb Chất xơ

Slab Tấm phẳng

w0 Nước ban đầu

u Chưa kết đông

i Đã kết đông

s Thể rắn

Chữ viết tắt

ABF air blast frezing

AC alternating current

DC direct current

EF electrically disturbed freezing

HPF high pressure freezing

IQF individual quickly freezer

MF magnetically disturbed freezing

MWF microwave assisted freezing

ODF osmo-dehydro-freezing

OMF oscillating magnetic frezing

SMF static magnetic frezing

TPA texture profile analysis

UAF ultrasound-assisted freezing

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

11

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Cấp đông dạng nhúng chìm............................................................................19

Hình 1.2 Cấp đông dạng rời ..........................................................................................20

Hình 1.3 Tủ đông gió ..................................................................................................21

Hình 1.4 Tủ đông tiếp xúc.............................................................................................22

Hình 1.5 Tủ đông băng chuyền xoắn.............................................................................22

Hình 1.6 Quy trình công nghệ chế biến cá tra fillet ......................................................26

Hình 1.7 Quy trình soi kí sinh trùng..............................................................................30

Hình 2.1 Sơ đồ cấu trúc hạt nhân và hình học của một phân tử nước...........................41

Hình 2.2 Hình ảnh vi mô của sự tạo mầm băng được gây ra tại điện cực ....................44

Hình 2.3 Sơ đồ khối điều khiển bộ phát từ trường dao động ........................................52

Hình 2.4 Minh họa khối điều chỉnh dạng sóng .............................................................53

Hình 2.5 Minh họa dạng sóng ngõ ra sau khi điều chỉnh dạng sóng ............................53

Hình 2.6 Mạch điều khiển bộ phát từ trường và điện trường sau khi chế tạo...............53

Hình 2.7 Bộ phát từ trường dao động và từ trường tĩnh sau khi lắp đặt .......................54

Hình 3.1 Thành phần băng (xi) ứng với nhiệt độ trong quá trình kết đông...................57

Hình 3.2 Quá trình hình thành điểm kết đông...............................................................57

Hình 3.3 Quan hệ giữa nhiệt độ điểm kết đông của thực phẩm với nồng độ chất tan ..58

Hình 3.4 Biểu đồ nhiệt dung riêng theo nhiệt độ trong suốt quá trình cấp đông ..........62

Hình 3.5 Biểu đồ enthalpy theo nhiệt độ trong suốt quá trình cấp đông.......................63

Hình 3.6 Quan hệ giữa hệ số khuếch tán nhiệt và nhiệt độ...........................................65

Hình 3.7 Mặt cắt của thiết bị đo hệ số dẫn nhiệt với đường kính D và chiều dài L......66

Hình 3.8 Biểu đồ hệ số dẫn nhiệt theo nhiệt độ trong suốt quá trình cấp đông ............67

Hình 3.9 Đồ thị thể hiện sự thay đổi khối lượng riêng theo nhiệt độ............................70

Hình 3.10 Đồ thị so sánh thời gian cấp đông của các phương pháp khác nhau............79

Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý tủ cấp đông thí nghiệm......................................................80

Hình 3.12 Đồ thị lgP-h của chu trình máy lạnh ghép tầng............................................80

Hình 3.13 Bố trí các miếng cá trong mô hình ...............................................................82

Hình 3.14 Đồ thị lgP-h thực tế của chu trình theo Coolpack ........................................84

Hình 3.15 Thông số thiết kế tủ đông .............................................................................84

Hình 3.16 Thông số trạng thái tại các điểm nút ............................................................85

Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống ..........................................85

Hình 3.18 So sánh giá trị hệ số tỏa nhiệt theo các mô hình ..........................................88

Hình 4.1 Mẫu cá tra fillet trong nghiên cứu ..................................................................92

Hình 4.2 Mô hình cấp đông gió có hỗ trợ từ trường .....................................................93

Hình 4.3 Các thiết bị đo phục vụ thí nghiệm.................................................................93

Hình 4.4 Qui trình tiến hành thực nghiệm.....................................................................94

Hình 4.5 Mô tả vị trí lắp đặt cảm biến trong tâm miếng cá tra fillet.............................95

B19-BCTK-BCT

37/2016/TT-BCT

12

Hình 4.6 Vị trí đo từ trường trong thí nghiệm...............................................................95

Hình 4.7 Phân bố từ trường dao động theo vị trí...........................................................96

Hình 4.8 Đường cong cấp đông cá tra fillet ở nhiệt độ -30C khi hỗ trợ từ trường dao động....98

Hình 4.9 Đường cong cấp đông cá tra fillet ở nhiệt độ -35C khi hỗ trợ từ trường dao động....98

Hình 4.10 Đường cong cấp đông cá tra fillet ở nhiệt độ -40C khi hỗ trợ từ trường dao động..98

Hình 4.11 Phân bố từ trường tĩnh theo vị trí ...............................................................100

Hình 4.12 Đường cong cấp đông cá tra fillet ở nhiệt độ -30C khi hỗ trợ từ trường tĩnh

................................................................................................101

Hình 4.13 Đường cong cấp đông cá tra fillet ở nhiệt độ -35C khi hỗ trợ từ trường tĩnh

................................................................................................101

Hình 4.14 Đường cong cấp đông cá tra fillet ở nhiệt độ -40C khi hỗ trợ từ trường tĩnh

................................................................................................101

Hình 4.15 So sánh thời gian cấp đông cá tra fillet giữa 3 phương pháp .....................102

Hình 4.16 So sánh suất tiêu hao điện năng ở nhiệt độ -30C......................................104

Hình 4.17 So sánh suất tiêu hao điện năng ở nhiệt độ -35C......................................104

Hình 4.18 So sánh suất tiêu hao điện năng ở nhiệt độ -40C......................................105

Hình 4.19 Mô tả phương pháp TPA............................................................................106

Hình 4.20 Máy đo cấu trúc thực phẩm CT3-4500.......................................................106

Hình 4.21 Phân tích lực cắt và ứng suất cắt trên biểu đồ lực ......................................107

Hình 4.22 Biểu đồ phân bố lực cắt mẫu cá tra fillet không cấp đông .........................107

Hình 4.23 Biểu đồ phân bố lực cắt mẫu cá khi cấp đông không từ trường.................108

Hình 4.24 Biểu đồ phân bố lực cắt mẫu cá khi cấp đông có từ trường dao động .......108

Hình 4.25 Biểu đồ phân bố lực cắt mẫu cá khi cấp đông có từ trường tĩnh................108

Hình 4.26 Phân tích độ đàn hồi trên biểu đồ lực .........................................................109

Hình 4.27 Biểu đồ phân bố lực nén mẫu cá tra fillet không cấp đông ........................110

Hình 4.28 Biểu đồ phân bố lực nén mẫu cá khi cấp đông không từ trường................110

Hình 4.29 Biểu đồ phân bố lực nén mẫu cá khi cấp đông có từ trường dao động ......110

Hình 4.30 Biểu đồ phân bố lực nén mẫu cá khi cấp đông có từ trường tĩnh...............111